(57)【要約】      （修正有）【課題】より効果的にガス抜きを行うことができ、かつ、作業効率に優れた成形装置を提供する。【解決手段】この成形装置Ｘ１は、キャビティからキャビティ外空間へ貫通する貫通孔を有する成形型１０と、貫通孔に挿通され、キャビティ１２へ成形材料を供給することにより成形される成形体Ｐを成形型１０から押出すための押出し部材２０と、押出し部材２０を貫通孔に沿って矢印ＡＢ方向に移動させるための駆動手段７０とを備えるものであって、押出し部材２０は、キャビティに存在する空気および／またはガスをキャビティ外空間へ導き出すためのガス抜き切欠と、押出し部材２０を貫通孔に沿って矢印Ａ方向に移動させる際に、貫通孔に存在する上記成形材料を除去するための第１除去部と、押出し部材２０を貫通孔に沿って矢印Ｂ方向に移動させる際に、貫通孔に存在する上記成形材料を除去するための第２除去部とを有している。【選択図】  図１
2005007447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを規定し、当該キャビティからキャビティ外空間へ貫通する貫通孔を有する成形型と、上記貫通孔に挿通され、上記キャビティへ成形材料を供給することにより成形される成形体を上記成形型から押出すための押出し部材と、上記押出し部材を上記貫通孔に沿って進退動させるための駆動手段と、を備える成形装置であって、
上記押出し部材は、上記キャビティに存在する空気および／またはガスを上記キャビティ外空間へ導き出すためのガス抜き部と、当該押出し部材を上記貫通孔に沿って進動させることにより上記成形体を上記成形型から押出す際に、当該貫通孔に存在する上記成形材料を除去するための第１除去部と、当該押出し部材を退動させる際に、上記貫通孔に存在する上記成形材料を除去するための第２除去部と、を有することを特徴とする、成形装置。
【請求項２】
上記第２除去部は、上記押出し部材の外周面に形成した周方向溝を有している、請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
上記周方向溝は、断面形状がＶ字状である、請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
上記Ｖ字状の周方向溝における傾斜面の傾斜角度は、上記押出し部材の外周面に対して５５°〜６５°である、請求項３に記載のガス抜き機構を備えた成形装置。
【請求項５】
上記押出し部材を上記周方向に回動させるための回動機構をさらに備え、上記ガス抜き部は、上記押出し部材の外周面において上記周方向溝と交差する軸方向溝を含むことを特徴とする、請求項２から４のいずれか１つに記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形装置に関し、特にガス抜き機能を有する中子成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
成形型により規定されるキャビティに成形材料（例えば、砂や樹脂を混ぜ合わせたもの）を供給することによって成形体（特に中子）の成形を行う場合においては、当該キャビティ内に存在する空気や、成形材料に含まれる樹脂成分を硬化させるための硬化ガス（例えば、アミン系の硬化ガス）などをキャビティ外に排出する、いわゆる「ガス抜き」を行う必要がある。ガス抜きが不充分な場合、成形体に内部欠陥や外観不良などが発生してしまうからである。
【０００３】
そこで、ガス抜きを効果的に行うことが可能な構造を有する成形装置が開発されてきた。このような成形装置としては、具体的には、キャビティを規定し、貫通孔を有する金型と、上記貫通孔に挿嵌され、上記キャビティへ成形材料を供給することにより成形される成形体を上記金型から押出すための押出しピンと、押出ピンの一端部が取付けられ、当該押出しピンを同時に作動させるための押出しプレートと、押出しプレートを上下動させるための駆動手段とを備え、上記押出しピンの外周面にキャビティとキャビティ外とを連通するための軸方向に延びるガス抜き溝を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２２１６５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されている成形装置においては、駆動手段により押出しピンを上へ動かして成形体を金型から押出す際に、貫通孔に進入した成形材料の一部がキャビティ側に掻き上げられる。しかし、これだけでは、軸方向に延びるガス抜き溝の軸方向端部に形成される段差に乗り上げた成形材料が掻き上げられるだけであるので、貫通孔に進入した成形材料（特に樹脂分）を充分に除去することは困難である。そのため、特許文献１に開示されている成形装置では、ガス抜きを適切に行うことが困難になり易い。また、ガス抜きを適切に行うためには、貫通孔や押出しピンなどの清掃や整備などを比較的頻繁に行う必要がある。そのため、作業効率が悪化し、成形体の生産性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、押出し部材の挿嵌用の貫通孔に進入した成形材料の除去を、より効果的に行うことができ、かつ、作業効率に優れた成形装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明により提供される成形装置は、キャビティを規定し、当該キャビティからキャビティ外空間へ貫通する貫通孔を有する成形型と、上記貫通孔に挿通され、上記キャビティへ成形材料を供給することにより成形される成形体を上記成形型から押出すための押出し部材と、上記押出し部材を上記貫通孔に沿って進退動させるための駆動手段と、を備えるものであって、上記押出し部材は、上記キャビティに存在する空気および／またはガスを上記キャビティ外空間へ導き出すためのガス抜き部と、上記押出し部材が上記貫通孔に沿って進動し、上記成形体を上記成形型から押出す際に、当該貫通孔に存在する上記成形材料を除去するための第１除去部と、上記押出し部材が退動する際に、上記貫通孔に存在する上記成形材料を除去するための第２除去部と、を有することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によると、駆動手段によって押出し部材を進動させ、成形体を成形型から押出す際に、第１除去部により貫通孔に存在する成形材料を当該貫通孔からキャビティ内に掻き上げ除去することができるのに加えて、駆動手段によって押出し部材を退動させる際にも、第２除去部により貫通孔に存在する成形材料を当該貫通孔かキャビティ外に除去することができる。つまり、本発明に係る成形装置は、押出し部材が進退動する間に、貫通孔に存在する成形材料の除去作業を２度行うことが可能な構成を有する。これにより、貫通孔に存在する成形材料は、充分（ガス抜きを適切に行うことができる程度）に当該貫通孔から取り除かれる。したがって、本発明に係る成形装置においては、より効果的にガス抜きを行うことが可能となる。また、２度にわたる除去作業により、貫通孔に存在する成形材料が充分に除去されるため、貫通孔や押出し部材などの清掃や整備などを行う頻度は抑制することが可能となる。したがって、作業効率の悪化を抑制することができるので、成形体の生産性の低下も抑制することが可能となる。
【０００９】
好ましくは、第２除去部は、押出し部材の外周面に形成した周方向溝を有している。このような構成によると、第２除去部が周方向溝を有するため、押出し部材が退動する際に、貫通孔に存在する成形材料をその周方向溝で掻き取ることが可能となる。
【００１０】
好ましくは、周方向溝は、断面形状がＶ字状である。このような構成によると、例えば断面形状がコの字状に形成された周方向溝に比べて、溝において掻き取られた成形材料が溝内に残留する量を低減することが可能となる。より好ましくは、Ｖ字状の周方向溝における傾斜面の傾斜角度は、押出し部材の外周面に対して５５°〜６５°である。傾斜角度が５５°未満の場合は、周方向溝における溝の深さが浅くなるため、成形材料の掻き取り効果を充分に得ることが困難になる。傾斜角度が６５°を超える場合は、周方向溝において掻き取られた成形材料が溝部に残留し易くなり、この残留量が増大するにつれて成形材料の掻き取り効果を充分に得ることが困難になる。
【００１１】
好ましい実施の形態としては、押出し部材を周方向に回動させるための回動機構をさらに備え、ガス抜き部は、上記押出し部材の外周面において周方向溝と交差する軸方向溝を含むことを特徴としている。
【００１２】
本発明のその他の利点および特徴については、以下に行う発明の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態に係る成形装置Ｘ１を、図１〜図５を参照しつつ具体的に説明する。図１は、成形装置Ｘ１の拡大概略構成図である。図２は、図１に示す成形装置Ｘ１の要部拡大図であり、図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【００１４】
成形装置Ｘ１は、図１に示すように、成形型１０，１１と、複数の押出しピン２０と、複数の押出しピン２０を一体化して、連動可能にするための押出しプレート３０と、成形型１０，１１を支える台座としての取付ベース４０，４１と、ダイベース５０，５１と、ガイド６０と、押出しプレート３０を矢印ＡＢ方向に移動させるためのシリンダ装置７０と、取付ベース４１をガイド６０に摺動させつつ矢印ＡＢ方向に移動させるためのシリンダ装置７１と、成形材料を後述するキャビティ１２に供給するための成形材料供給装置（図示せず）とを備えている。成形材料供給措置としては、公知のものが使用される。成形材料としては、骨材としての鋳物砂と粘結剤としての樹脂とを所定の混合比（例えば、１：１（＝鋳物砂：樹脂））で混ぜ合わせたものや、鋳物砂を樹脂でコートした樹脂被覆砂粒（レジンコーテッドサンド）などが挙げられるが、これらには限られない。
【００１５】
成形型１０，１１は、所望の成形体Ｐの形状に応じたキャビティ１２を規定するためのものである。図面上、成形型１０，１１は、計２つの型で構成されているが、必要に応じて３つ以上の型を組み合わせてキャビティ１２を規定するようにしてもよい。成形型１０は、ダイベース５０を介して固定側の取付ベース４０に固定されており、キャビティ１２からキャビティ外空間へ貫通する貫通孔１００を有している。図面上、貫通孔１００は、計３箇所に設けられているが、貫通孔１００の形成位置や形成箇所数は、必要に応じて任意に設定すればよい。成形型１１は、ダイベース５１を介して可動側の取付ベース４１に固定されている。これにより、成形型１１は取付ベース４１と連動して、シリンダ装置７０により矢印ＡＢ方向に移動させることが可能となる。成形型１０，１１としては、鋳鉄や銅合金、アルミニウム合金などにより構成された金型などが挙げられる。
【００１６】
押出しピン２０は、キャビティ１２に成形材料を供給して成形することにより得られる成形体Ｐを成形型１０から離型するためのものであり、その一端部において押出しプレート３０に連結されている。また、押出しピン２０は、図２に示すように、ガス抜き切欠２１と、第１除去部２２と、第２除去部２３とを有しており、貫通孔１００に挿通可能な構成となっている。押出しピン２０と貫通孔１００とのクリアランスは、例えば押出しピン２０の外周壁２０ａにおいて０．１〜０．１５ｍｍ程度、ガス抜き切欠２１において最大０．３ｍｍ程度である。
【００１７】
ガス抜き切欠２１は、図示しない成形材料供給装置を用いて成形材料をキャビティ１２に供給する際に、キャビティ１２からキャビティ外空間へガス等を抜き出す構成を有している。具体的には、ガス抜き切欠２１は、押出しピン２０の他端部を、貫通孔１００の長さＬより長く矢印ＡＢ方向（軸方向）に部分的に切除した構造を有している。ガス抜き切欠２１は、図３によく表れているように、押出しピン２０の他端部における断面形状が略四角形となるようにして計４箇所に設けられているが、ガス抜き切欠２１の形成間隔や形成箇所数は、必要に応じて任意に定めればよい。例えば、押出しピン２０の他端部における断面形状が略六角形状になるようにして、ガス抜き切欠２１を計６箇所に設けるようにしてもよい。なお、キャビティ１２からキャビティ外空間へ抜き出されるガス等としては、キャビティ１２内に存在する空気、成形材料から発生するガス、あるいは、成形材料に含まれる樹脂成分を硬化させるための硬化ガスなどが挙げられる。
【００１８】
第１除去部２２は、図２に示すように、押出しピン２０を貫通孔１００に沿って矢印Ａ方向へ移動させる（成形体Ｐを成形型１０から押出す）際に、貫通孔１００に存在する成形材料を掻き取ることが可能な構成を有している。具体的には、第１除去部２２は、ガス抜き切欠２１を形成した結果できる段差２１ａから切立つように形成された掻取り面２２ａを有している。
【００１９】
第２除去部２３は、押出しピン２０を貫通孔１００に沿って矢印Ｂ方向へ移動させる際に、貫通孔１００に存在する成形材料を掻き取ることが可能な構成を有している。具体的には、第２除去部２３は、押出しピン２０の外周壁２０ａに沿って矢印ＣＤ方向（周方向）に延びるように形成された複数段の周方向溝２３０を規定する傾斜面２３１，２３２のうち傾斜面２３２により構成される。周方向溝２３０は、矢印ＣＤ方向（矢印ＡＢ方向に対して交差する方向）に延びるように形成されているため、押出しピン２０が貫通孔１００に沿って矢印Ｂ方向に移動する際、傾斜面２３２は貫通孔１００に存在する成形材料を効果的に掻き取ることが可能となる。また、周方向溝２３０は、断面形状がＶ字型であるため、Ｖ字型の周方向溝２３０においては、例えば断面形状がコの字状に形成されたものに比べて、掻き取られた成形材料が残留し難い。傾斜面２３１，２３２の傾斜角度Ｅ，Ｆは、押出しピン２０の外周面２０ａに対して５５°〜６５°である。傾斜角度Ｅ，Ｆが５５°未満の場合は、周方向溝２３０における溝の深さが浅くなるため、成形材料の掻き取り効果を充分に得ることが困難になる。傾斜角度Ｅ，Ｆが６５°を超える場合は、周方向溝２３０において掻き取られた成形材料が当該周方向溝２３０に残留し易くなり、この残留量が増大するにつれて成形材料の掻き取り効果を充分に得ることが困難になる。また、傾斜角度Ｆより傾斜角度Ｅを小さく設定すると、傾斜面２３２による成形材料の掻き取り効果を充分に保ちつつ、掻き取られた成形材料が周方向溝２３０に残留するのをより効果的に抑制することが可能となる。
【００２０】
次に、上述のような構成を有する成形装置Ｘ１を用いて成形した成形体Ｐを、成形型１０から離型する際の押出しピン２０の作用について図４〜図５を参照しつつ説明する。図４および図５は、図１に示す成形装置Ｘ１における押出しピン２０の作用を説明するための要部拡大図である。図４および図５においては、貫通孔１００における状況をより明確にするために、押出しピン２０と貫通孔１００との間の間隙部分を拡大して示す。なお、成形材料Ｍとしては、鋳物砂と樹脂とを、１：１（＝鋳物砂：樹脂））の混合比で混ぜ合わせたものを使用するものとして説明する。
【００２１】
まず、図４（ａ）に示すように、図示しない成形材料供給装置により成形材料Ｍがキャビティ１２に供給される。この成形材料Ｍの供給圧力などにより、キャビティ１２に存在する空気や成形材料Ｍから発生するガスなどは、押出しピン２０と貫通孔１００との間の間隙やガス抜き切欠２１を介して、キャビティ１２からキャビティ外空間へ排出される。このようにして、ガス等を排出しつつ成形材料Ｍをキャビティ１２の隅々に至るまで供給するが、このとき成形材料Ｍの一部は、排出されるガス等とともに貫通孔１００に進入し、当該貫通孔１００に残留する。
【００２２】
次に、図４（ｂ）に示すように、キャビティ１２に供給した成形材料Ｍを硬化させて成形体Ｐを成形する。この段階においても、排出されるガス等とともに貫通孔１００に流入した成形材料Ｍは、当該貫通孔１００に残留した状態にある。
【００２３】
次に、図５（ａ）に示すように、押出しピン２０を矢印Ａ方向に移動させることにより、成形体Ｐ（図４（ｂ）参照）を成形型１０から離型する。この際、貫通孔１００に残留する成形材料Ｍの一部は、第１除去部２２としての掻取り面２２ａにより矢印Ａ方向、つまりキャビティ１２、に掻き出される。
【００２４】
次に、図５（ｂ）に示すように、押出しピン２０を矢印Ｂ方向に移動させることにより、押出しピン２０を所定の位置に戻す。この際、貫通孔１００に残留する成形材料Ｍの少なくとも一部は、第２除去部２３としてのＶ字型の周方向溝２３０により矢印Ｂ方向、つまりキャビティ外空間、に掻き出される。
【００２５】
上述したように、本実施形態に係る成形装置Ｘ１は、押出しピン２０が矢印ＡＢ方向に移動する間に、貫通孔１００に存在する成形材料Ｍの除去作業を２度行うことが可能である。これにより、貫通孔１００に存在する成形材料Ｍは、充分（ガス抜きを適切に行うことができる程度）に貫通孔１００から取り除かれる。したがって、本実施形態に係る成形装置においては、以降の成形に際してのガス抜きに支障が生じない。また、２度にわたる除去作業により、貫通孔に存在する成形材料Ｍが充分に除去されるため、貫通孔１００や押出しピン２０などの清掃や整備などを行う頻度は抑制することが可能となる。したがって、作業効率の悪化を抑制することができるので、成形体Ｐの生産性の低下も抑制することが可能となる。さらに、Ｖ字型周方向溝２３０は、押出しピン２０を矢印Ｂ方向に移動させる際に貫通孔１００に存在する成形材料Ｍを除去するため、成形材料Ｍは、貫通孔１００からキャビティ１２外へ排出することが可能となる。そのため、Ｖ字型周方向溝２３０により除去された成形材料Ｍが、新たにキャビティ１２に供給される成形材料Ｍと混ざる量は低減される。したがって、成形体Ｐの造型性は、より良好となる。
【００２６】
本発明の第２の実施形態に係る成形装置Ｘ２を、図６〜図８を参照しつつ具体的に説明する。これらの図においては、先に説明した成形装置Ｘ１と同一または同種の部材または要素については、同一の符号を付してあり、それらのものについての重複説明は省略するものとする。図６は、成形装置Ｘ２の拡大概略構成図である。図７は、図６に示す成形装置Ｘ２の要部拡大図であり、図８は、図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った断面図である。なお、図６および図７においては、成形装置Ｘ２の一部を断面図で示す。
【００２７】
成形装置Ｘ２は、図６に示すように、成形型１０，１１と、複数の押出しピン２０’と、押出しプレート３０と、成形型１０，１１を支える台座としての取付ベース４０，４１と、ダイベース５０，５１と、ガイド６０と、シリンダ装置７０，７１と、回動機構８０と、成形材料供給装置（図示せず）とを備える。
【００２８】
押出しピン２０’は、キャビティ１２に成形材料を供給して成形することにより得られた成形体Ｐを成形型１０から離型するためのものであり、その一端部において後述する回転台８１を介して押出しプレート３０に連結されている。また、押出しピン２０’は、図７に示すように、ガス抜き溝２１’と、第１除去部２２’と、第２除去部２３とを有しており、貫通孔１００に挿通可能な構成となっている。
【００２９】
ガス抜き溝２１’は、成形材料供給装置を用いて成形材料をキャビティ１２に供給する際に、キャビティ１２からキャビティ外空間へガス等を抜き出す構成を有している。具体的には、ガス抜き溝２１’は、押出しピン２０の他端部において、貫通孔１００の長さＬより長い矢印ＡＢ方向（軸方向）に延びるＶ字型の溝である。ガス抜き溝２１’は、図８によく表れているように、等間隔に計６箇所に設けられているが、ガス抜き溝２１’の形成間隔や形成箇所数は、必要に応じて任意に定めればよい。また、ガス抜き溝２１’の断面形状もＶ字型には限られない。
【００３０】
第１除去部２２’は、図７に示すように、押出しピン２０を貫通孔１００に沿って矢印Ａ方向へ移動させる（成形体Ｐを成形型１０から押出す）際に、貫通孔１００に存在する成形材料を掻き取ることが可能な構成を有している。具体的には、第１除去部２２’は、周方向溝２３０の傾斜面２３１により構成される。周方向溝２３０は、矢印ＣＤ方向（矢印ＡＢ方向に対して交差する方向）に延びるように形成されているため、押出しピン２０が貫通孔１００に沿って矢印Ａ方向に移動する際、傾斜面２３１は貫通孔１００に存在する成形材料を効果的に掻き取ることが可能となる。つまり、傾斜面２３１が、第１の実施形態に係る成形装置Ｘ１における掻取り面２２ａと同様の機能を果たす。
【００３１】
回動機構８０は、押出しピン２０’を矢印ＣＤ方向に回動させるための機構である。具体的には、回動機構８０は、図６および図７に示すように、回転台８１と、カム機構８２とを有している。回転台８１は、図６に示すように、押出しピン２０’と押出しプレート３０との間に設置されており、押出しピン２０’に対して矢印ＣＤ方向に力が働くと、その力に応じて当該押出し部材２０’を矢印ＣＤ方向に回動することが可能な構成を有している。カム機構８２は、図７に示すように、カムピン８２０と、押出しピン２０’に設けられたカム溝８２１とを有しており、カムピン８２０をカム溝８２１に係合することによって構成されている。これにより、押出しピン２０’において、単純に矢印ＡＢ方向に移動させるだけでは除去し難いガス抜き溝２１’部分に存在する成形材料も貫通孔１００から充分に除去することが可能になる。
【００３２】
以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る成形装置を表す拡大概略構成図である。
【図２】図１に示す成形装置の要部拡大図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】図１に示す成形装置における押出しピンの作用を説明するための要部拡大図である。
【図５】図１に示す成形装置における押出しピンの作用を説明するための要部拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る成形装置を表す拡大概略構成図である。
【図７】図６に示す成形装置の要部拡大図である。
【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った断面図である。
【符号の説明】
Ｘ１，Ｘ２      成形装置
１０，１１      成形型
１２      キャビティ
２０，２０’    押出しピン（押出し部材）
２０ａ    外周壁
２１      ガス抜き切欠（ガス抜き部）
２１’    ガス抜き溝（ガス抜き部）
２２，２２’    第１除去部
２３      第２除去部
７０      シリンダ装置（駆動手段）
８０      回動機構
１００      貫通孔
２３０      溝部
２３１，２３２      傾斜面
【図１】
2005007447.tif 000003
【図２】
2005007447.tif 000004
【図３】
2005007447.tif 000005
【図４】
2005007447.tif 000006
【図５】
2005007447.tif 000007
【図６】
2005007447.tif 000008
【図７】
2005007447.tif 000009
【図８】
2005007447.tif 000010